Неліктен біртұтас болат құбыр автомобильжәне темір жол саласында кеңінен қолданылады?

Қиын жағдайларда біртұтас болат құбырлардың өте беріктігі мен тозбайтындығы

Беріктік пен тозбайтындық неліктен автомобиль рамалары мен темір жол шассилері үшін біртұтас болат құбырға идеалды екенін көрсетеді

Түйіссіз болат құбырлардың берік құрылымдық қасиеттері бар, өйткені олар дәнекерленген жіктері немесе тігістері жоқ бір бөлшектен жасалған. Осындай әлсіз нүктелердің болмауы салмақты жүктерді көтеруге арналған бөлшектер үшін үлкен автомобиль жасаушылар мен пойыздарды жасаушылар арасында танымал болып табылады, мысалы, көлік шаралары мен пойыздардың төменгі шаралары. Дәнекерлеу нүктесінде кернеу жиналса, уақыт өте келе бұл қауіпті болуы мүмкін. Еуропалық темір жол әкімшілігі жүргізген соңғы сынақтар қызық нәтиже көрсетті: түйіссіз құбырлар дәнекерленгендермен салыстырғанда тозу белгілері пайда болғанша қайталанатын кернеудің шамамен 20 пайызын артық шыдайды. Сондықтан кез келген істен шығуға жол бермеу қажетті қолданыстарда оларды жиі кездестіреміз.

Циклді жүктеу кезінде іліністерде, осьтерде және үздіксіз темір жол жүйелерінде пайда болатын шаршау тұрақтылығы

Темір жол желілерінде пайдаланылатын пісірілмеген құбырлар жылына бір миллионға дейінгі сығылу мен созылу циклдарын жеңіл төтеп береді және оларда деформация белгілері байқалмайды. Сондықтан олар пойыздардың біліктері мен тележка рамкалары сияқты заттар үшін өте жақсы таңдау болып табылады. Көліктер жағдайында да ұқсас пайдалы қасиеттер байқалады. Зерттеулерде қатты жүктік машиналардың амортизаторларын сынаққа салған кезде пісірілмеген болаттан жасалған нұсқалардың басқа түрлеріне қарағанда шамамен 30% ұзақ қызмет ететіні анықталды. Бұл нәтиже өткен жылы шығарылған шығарып салушылардың беріктілік жөніндегі есептерінде көрсетілген он жылдық нақты жол жағдайларын модельдеу нәтижелеріне сәйкес алынды. Негізгі маңыздылығы – бұл материалдардың көп рет пайдаланып жүктеу мен босату нәтижесінде трещина пайда болуына қарсы тұну қабілетінде. Дәл осындай өнімдердің әртүрлі салалардағы қозғалыстағы көліктердегі бөлшектер ұзақ уақыт бойы сенімді болып қала беретінін білдіреді.

Пісірілген құбырлармен салыстыру: Жіктер мен қосылыстардағы әлсіз нүктелерді жою

Материалдардың өнімділігі туралы журналдағы өткен жылғы зерттеулерге сәйкес, егер түтіктерде дәнекерлеу жіктері болмаса, бұл қосылыстардағы коррозия мен жіктер арқылы таралатын сызаттардың әсерінен болатын ақаулар шамамен 92%-ға азаяды. Нақты гидравликалық тежеу жүйесі үшін сынақтар дәлелдегендей, бітігіс түтіктер жасалған түтіктерге қарағанда үш есе артық қысымға шыдай алады. Қосымша беріктік осындай түтіктердің критикалық қосылыстарда өте ауыр жағдайларда ұстап тұруы керек болған жағдайда апатты түрде істен шығу ықтималдығын азайтады. Автомобиль инженерлері бұл технологияға бірнеше жылдан бері қарай жүрген, себебі ешкім авариялық тоқтау кезінде тежеуіш педалін қатты басқан кезде тежеуіштерінің істен шығуын қаламайды.

Қоррозияға ұшырайтын ортада ұзақ мерзімді өнімділік: заводтық сынақ деректері мен шынайы әрі сенімді жұмыс істеу

Уақыт өте келе жеделдетілген тұз бұрқағын сынақтары біртұтас болат құбырлар туралы қызықты нәрсе көрсетті. 15 жылдық әсер ету шарттарын симуляциялағаннан кейін бұл құбырлар өз қабырғаларының 89% дейінгі қалыңдығын сақтап қалады. Бұл дәл сондай қосылыстарға қарағанда қалыңдығының тек жартысын ғана сақтайтын пайдаланылатын құбырлармен салыстырғанда өте жақсы нәтиже. Бұл айырмашылық практикада да маңызды. Сыртқы теңіз жағалауларында жұмыс істейтін теміржол компаниялары бір ерекше нәрсе байқаған. Олар біртұтас құбыр өткізу жүйесіне ауысқан кезде екі онжылдық ішінде ауыстыру көрсеткіштері шамамен 60% төмендеді. Бұл инфрақұрылымның барлық қызмет ету мерзімі бойынша жөндеу шығындарында үлкен үнемдеу дегенді білдіреді.

Жоғары қысымға төзімділік маңызды сұйық және гидравликалық жүйелер үшін

Біртұтас болат құбырдың тежеуіш және отын жүйелеріндегі аса кернеулі жағдайдағы механикалық өнімділігі

Біртұтас болат құбырлар өте жоғары қысымды көтере алады, 8000 PSI немесе шамамен 550 бардан астам, бұл көліктердегі гидравликалық тежеу жүйелері үшін өте қолайлы. Автомобильдің отын жүргізу жүйелері жағдайында жүргізілген сынақтар біртұтас құбырлардың электр кедергісін пайдаланып пісірілген құбырлармен салыстырғанда шамамен 15 пайызға артық кернеуге төтеп бере алатынын көрсетті. Бұл турбиналары немесе басқа да жоғары өнімділіктегі қозғалтқыштары бар көліктерде қысымның өріп тұруы жиі болатын болғандықтан, олардың жарылып, ақпай тұруы үшін өте маңызды. Біртұтас құбырлардың жақсы жұмыс істеу себебі олардың біркелкі ішкі құрылымы болып табылады, ол қысым кенет өскен кезде де сенімді нәтиже береді.

Тәжірибелік жағдай: Жоғары қысымды дизельді отын жіберу жүйелеріндегі біртұтас құбырлар

Әуес құрылғылар өндірушілерінің 2023 жылғы соңғы зерттеуіне сәйкес, дәнекерленбеген құбырлар 2500 бардан астам қысым артқан кезде үлкен дизельді тіркемелердегі отын жіберу мәселелерін шамамен 72 пайызға азайтады. Дәнекерленген жалғастырулар болмаған жағдайда, ең көп ақау пайда болатын жерде негізінде ештеңе қалмайды. Зерттеу дәнекерлердің 90 пайызы жоғары қысымды отын жүйелеріндегі ақаулардың негізгі себепшісі екенін көрсетті. Нәтижесінде транспорттық компаниялар үшін техникалық қызмет көрсету бригадаларының тоқтаулары азаяды және жүйелерді күнделікті пайдалану қауіпсіздігі артады.

Құбырлардың жарылу қысымы: дәнекерленбеген және дәнекерленген құбырлар салыстыруы

Материалдың түрі	Орташа жарылу қысымы (бар)	Циклдық шаруын шегі
Бос болат құбыр	1 350	8.7
Erw көбейтілген труба	930	3.2

Бұл өнімділік айырмашылығы қауіпсіздікті қамтамасыз ететін жүйелерде, мысалы, пойыз ауа тежеуіштерінде маңызды рөл атқарады, онда әуеден тоқтау кезінде қысым 1100 барға дейін көтерілуі мүмкін — бұл біртұтас түтіктердің қауіпсіз жұмыс істеу ауқымында, бірақ пісірілген аналогтардың бұзылу шегіне жақын.

Электрлік гидравликалық және суыту жүйелерінде қысымға төзімді материалдарға деген сұраныстың өсуі

800В электр көлік архитектурасына ауысу үшін біз кәдімгі жанармайлы көліктерде кездесетін қысымнан жуық 45% артық қысымға төтеп бере алатын суыту жүйелерін қажет етеді. Қазіргі кезде көпшілік өндірушілер жаңа ЭҚ-нің жүйелерінде батарея температураларын басқаруға арналған бөлшектердің шамамен 68% үлесін құрайтын қосылыстарсыз болат түтіктерге көшеді. Сарапшылар 2028 жылға қарай қайта жасалатын тежеу жүйелеріндегі сұраныстың өткен жылғы Тасымалдау материалдары бойынша Бүкіләлемдік есеп беру негізінде жуық екі есе артатынын болжамдауда. Осындай болат бөлшектердің құндылығы неде? Олар қысымның күрт өзгеруіне де, температураның қайталанып тұруына да сынбай төтеп бере алады. Келешекте электр тасымалдау шешімдерін жасаумен айналысатын адамдар үшін материалдардың кернеу астында қалай өзгеретінін түсіну әлі де маңызды болып қала береді.

Дәнекерлер мен қосылыстардың болмауы арқылы конструкциялық беріктік

Тігіссіз өндіріс процесі конструкциялық сенімділікті қалай арттыратыны

Біртұтас болат құбырларды шығару үшін алдымен айналмалы тесу, содан кейін салқындатып тарту әдістері қолданылады, бұл нәтижесінде дәл осы қосылыстарды толығымен жояды. Бұның нәтижесінде материалдың бүкіл көлемінде біркелкі дәнекер құрылымы жасалады, соның арқасында оның барлық жерінде біркелкі жақсы механикалық қасиеттері болады. 2023 жылы «Metals Performance Journal» журналында жарияланған соңғы зерттеулерге сәйкес, бұл құбырлар кернеу кезінде қосылған құбырлармен салыстырғанда жүктемені шамамен 27 пайызбен тиімді таратады. Сол себепті олар автомобильдердің басқару бағыттауында және теміржол вагондарының рамаларында, яғни сенімділік ең маңызды болып табылатын жерлерде жиі қолданылады. Тағы бір маңызды ескерту – олардың бұралу күштерін қалай ұстап тұрғаны. Жеткізу желілерінде біртұтас құбырлар қалыпты құбырларға қарағанда шамамен 18% жоғары бұралу кернеуін көтере алады және өлшемдерін өте дәл ұстап тұрады – дәл өлшемнен ауытқуы шамамен 0,1 миллиметр.

Теміржолдың ауалы тежеуіш және гидравликалық желілеріндегі ақау нүктелерін азайту

Тесілмейтін құбырлардың біріктіру элементі болмауынан жоғары тербеліс ортасында жұмыс істеуге ыңғайлы болып келеді:

• Ауалы тежеу жүйелері : 500 000 циклдан кейін қосылыстарда 92% аз қаттылық сызаттары пайда болады
• Гидравликалық желілер : суық климатта (–30°C) дәнекерленген нұсқалармен салыстырғанда 40% аз тұтас еместік пайда болады
  2023 жылы Еуропаның жүк теміржол операторларын зерттеу нәтижесінде тесілмейтін құбырлардың қысымды ұзақ сақтауы мен жөндеу қажеттілігінің азаюы арқасында тежеу жүйесінің тұрақсыздығын бес жыл ішінде 34% азайтатыны анықталды.

Зерттеу жағдайы: Жапонияның жоғары жылдамдықты теміржол жүйелерінде тұтас еместікті азайту

Гидравликалық басқару жүйелерінде құбырлардың дәнекерленген түрінен құбырлардың біртұтас түріне ауысқаннан кейін Жапонияның Синкансені жөндеу деректері бойынша көрнекті нәтижелерге қол жеткізді. 160-тан 320 км/сағ дейінгі үдеу кезеңдерінде сұйықтың ағып шығуы үштен екіге дейін төмендеді. Дәнекерлеу кемшіліктерін болдырмау жүйенің 35 МПа шамасындағы қысымды оңай ұстап тұруына мүмкіндік берді, бұл әсіресе дөңес-дала аймақтарында дәл тоқтау үшін маңызды, өйткені онда кенет өзгерістер ең маңызды. Бұл ауысу әрбір пойыздың жөндеу шығындарын жылына шамамен 2,8 миллион долларға қысқартты. Сонымен қатар жүйе жылдың басым бөлігінде жұмыс істеп тұрады, соның нәтижесінде 99,98% қолжетімділік деңгейіне жетті. Қазіргі таңда әлемдегі жоғары жылдамдықты теміржол жобаларының жаңадан салынатын тоғыздан сегіз бөлігі осындай стандарттарды енгізуде, сондықтан басқа елдер де осы жолмен бара жатқаны ақ түсінікті.

Автокөлік және теміржол көлігі жүйелеріндегі негізгі қолданыстар

Автокөліктің рамасында, басқару, трансмиссия және жартылық валдың ойықтарында қолданылуы

Автомобильдік жүйелердің беріктігі дәнекерлеу жасалған жерлерде уақыт өте кемімелі әлсіз нүктелер пайда болатындықтан, бүтін болып келетін болат құбырға тікелей тәуелді. Көлік рамаларын жасағанда осындай болат жол дірілін жақсы ұстап тұрады, себебі металдың дәндері біркелкі таралған, сондықтан жылдар бойы жүргізгеннен кейін трещинаның пайда болуы аз болады. Басқару бағаналары үшін өндірушілер көбінесе қалыңдығы 0,1 миллиметр дейінгі дәлдікпен сақталынатын салқындатылған бүтін құбырларды таңдайды. Бұл дәлдік гидравликалық қысымды дәл реттеу үшін маңызды. Трансмиссия желілері де 800-ден 1200 Ньютон метрге дейінгі айналу моментіне төтеп беріп, пішінін сақтап ұстай алатындықтан жақсырақ жұмыс істейді. Жартылай осьтік қорғау құрылғылары да жоғары двигатель айналу жылдамдығында тозу бөлшектерінің пайда болуын азайтатын, Ra 3,2 микрометр немесе одан да тегіс бет өңдеуін пайдаланады, бұл ұсталым шығындарын төмендетеді.

Темір жолдың ауа тежеуіш жүйелерінде, қосқыш механизмдерінде және рама асты құбырларындағы рөлі

Біртұтас болат құбыр темір жол операторларының ауа тежеуіш жүйелері үшін стандартты таңдауға айналып отыр, себебі ол жылы жасалған нұсқаларға қарағанда жарылуға дейінгі қысымды 35-тен 50 пайызға дейін көбірек шыдайды. Бұл пойыздардың 8-ден 10 бар қысымда қажетті түрде тоқтауы үшін айырмашылық жасайды. Қосқыштардың өзі де өзінің пневматикалық демпферлері үшін дәл осындай біртұтас құбырларға тәуелді. Әр күні 20 мыңнан астам қосылу циклдарын өткізетіндіктен, үнемі сенімді жұмыс істейтін материалдар болуы аса маңызды. Рама асты құбырларын орнату тағы бір тарихты аңғартады. Осы жүйелерге мүлдем аз көңіл бөлу қажет. Өткен жылы Еуропалық темір жол агенттігі жүргізген соңғы тексерістерде басқа жүйелермен салыстырғанда он жыл ішінде жөндеу шақыруларының саны екіден артық азайғанын көрсетті.

Біртұтас болат құбырды модульді және келесі ұрпақтың көлік құралдарын шығаруда интеграциялау

Автокөлік шығарушылар модульді шасси конструкцияларында лазерлік кесілген бітпелі құбырларды пайдалануды бастады, бұл құбырлардың жинау уақытын 25%-ға дейін қысқартады - бұл көрсеткіш Tesla компаниясының Gigacasting операциялары туралы есептерде көрсетілген. Электромобильдер үшін нақтырақ айтсақ, тікелей батареяны суыту жүйесіне енетін, ішкі диаметрі 2-ден 4 миллиметр аралығындағы микротозды бітпелі құбырлар қолданылады. Бұл жүйе жылуды тиімді басқаруға көмектесіп, барлық суыту жүйесінің тиімділігін 18% арттырады. Теміржол саласы да осы технологияны енгізуде. Siemens компаниясы сияқты кәсіпорындар сутегімен жүретін поездар үшін сутегімен өңделген бітпелі құбырларды талап етеді. Бұл арнайы құбырлар сутегін сақтау мен тасымалдау кезінде 99,95% газ тазалығын сақтап, қауіпсіздік пен жалпы өнімділікке үлкен үлес қосады, сонымен қатар таза энергия шешімдеріне өтуге ықпал етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Бітпелі болат құбырлар неліктен пісірілген құбырлардан ұқыптырақ?

Пішірілмеген болат құбырлардың пішірілген құбырлардағы жиі кездесетін әлсіз жерлер болып табылатын пішірілген жалғастырулары мен жарылымдары жоқ. Осындай жоқтық құрылымның бүтіндігін және коррозияға тұрақтылықты арттырады, оларды кернеу мен циклдық жүктемелер кезінде тұрақты етіп қамтамасыз етеді.

Пішірілмеген болат құбырлар қалай жұмыс істейді жоғары қысымды қолданбаларда?

Пішірілгендермен салыстырғанда пішірілмеген болат құбырлар жоғары қысымға шыдайды, сондықтан олар маңызды сұйық және гидравликалық жүйелер үшін қолайлы. Құрылымының біркелкілігі олардың қысымның күрт өсуіне қарамастан істен шықпайтынын қамтамасыз етеді.

Автокөлік және темір жол жүйелерінде неге пішірілмеген болат құбырлар ұсынылады?

Автокөлік және темір жол жүйелерінде пішірілмеген болат құбырлар жоғары қаттылыққа тұрақтылық пен құрылымдық тұрақтылықты ұсынады, істен шығу жиілігін және жөндеу қажеттілігін азайтады. Динамикалық жағдайлар кезінде тұрақты жұмыс өнімділігін сақтау қабілеті тасымалдау қолданбаларында сенімділікті қамтамасыз етеді.